像切西瓜那樣,將地球也剖開,粗看一下,地球就像一個巨大的雞蛋,由表及裏依次由地殼、地幔和地核組成。其中地殼擁有陸地和海洋,平均厚約30公裏;地幔厚約2870公裏,從我們腳下30公裏處到2900公裏處;地核半徑約3470公裏。從我們腳下2900公裏處到地球中心。仔細觀察,地球更像一個巨大的洋蔥頭,由一層層厚度不同的物質組成。地球外層是地殼,最裏邊的地核由外地核和內地核構成,外地核厚約2270公裏,是一個由鐵和硫等元素(鐵占80%以上)的混合**構成的熔融海洋,內地核半徑為1200公裏,呈固態,構成物以鐵為主,也含少量鎳等,物質密度大,每立方米(含物質)1300公斤左右。中間的地幔層次複雜,大體可看成由地幔外層、過渡層和地幔內層構成。地幔外層厚約370公裏,從我們腳下30公裏到400公裏;過渡層厚約300公裏,從腳下400公裏到700公裏。地幔內層厚約2200公裏,從腳下700公裏到2900公裏。

根據地震波(包括縱波、橫波和地麵波3種波)在地球內部的傳播方式.可以知道地球的內部結構。科學家發現,在地殼與地幔的交界處,有一個物質密度突變(增大)的層麵,它在海洋底部以下5公裏處(或大陸地麵以下10~70公裏處)。這就是在此處將地殼與地幔分開的依據。在我們腳下2900公裏處,還有一個物質密度突變(增大)的層麵,科學家將此處定為地幔內層與外地核的分水嶺。同樣,用地震波不難發現,物質密度在過渡層內有顯著變化。除上述(對地幔已作)的“標準”分層外,科學家還用地震波對地下700公裏以上的地幔與地殼;作了另外的分層:地麵以下有一層70~150公裏厚既堅硬又寒冷的岩石圈,它包括海洋(地殼)底板和大陸地殼底部及地幔外層的一部分。在這岩石圈下麵,則是軟流圈,它厚550~620公裏。具有塑性,內部溫度較高,且塑性和溫度隨深度(增加)而增加。軟流圈底部在地下700公裏處,往下便是地幔內層。與軟流圈上部接壤的岩石圈下部,有些局部熔化的岩石。那裏的岩石圈比較容易滑動,這是造成地球陸地變遷的主要因素。

漂浮在軟流圈上的岩石圈,並不是一整塊,而是由許多碎塊組成的。這些碎塊叫做板塊,它們以不規則的方式,在軟流圈上緩慢地滑動。這種滑動雖然非常緩慢,例如,大西洋海底板塊每年隻擴張幾個毫米,太平洋海底板塊每年也不過移動10厘米,卻形成了今天地球表麵的陸海分布。2億年前,地表上隻有一塊大陸和一個海洋。正是岩石圈上板塊的移動,致使整塊大陸逐漸分裂(各板塊滑移的速度不一致),形成了目前這樣的五大洲及各洲之間的海洋。目前整個地球表麵是由13個大大小小的板塊拚成的,其中最大的6個是:大西洋板塊、澳大利亞板塊、北美洲板塊、南美洲板塊、非洲板塊和歐亞板塊。這13個板塊中有的在相互擠壓或靠近,有的則在彼此分離。例如,據科學家預測,在未來5000萬年中,美洲大陸將進一步遠離非洲和歐亞大陸的歐洲一邊,大西洋因而會更加寬廣;北美洲與南美洲之間的距離將加大;澳洲大陸將向北移動;而位於歐洲與非洲之間的地中海則將縮小。板塊的這種運動最終會引起板塊間相互擠壓和碰撞,產生可怕的災難:板塊的長期相互緩慢擠壓時所積蓄的能量,會在突然滑動時釋放出來,發生劇烈的地震。

火山爆發也與板塊的移動有關。曾經有人認為,在薄薄的地殼下麵,就是沸騰的**狀岩漿,一旦地幔上出現裂縫,岩漿就會把地殼拱開,成為火山,而岩漿即從火山口噴發出來。其實,地球內部唯一的一層**,位於我們腳下深2900公裏的地方,與火山爆發毫無關係。現在已清楚,火山噴發的岩漿,就是地幔中的固體物質,是在一定的溫度和壓力條件下形成的。當某種岩石所在處未達一定的深度,即其溫度不甚高時(越深處岩石溫度越高,大約每增加1公裏,溫度就升高30℃),必須增加它所承受的壓力,岩石才能熔化。反之,若岩石深度超出了一定的限度(溫度太高),則必須減少它所承受的壓力,岩石才能熔化。地幔中的岩石是固態的,所受壓力太高,不能為板塊移動提供適當壓力。岩石圈在大陸上或海洋中發生張拉時,產生裂縫,使下麵軟流圈所承受的壓力減弱,於是那裏的某種岩石便開始熔化,在(地幔)內部壓力(遠比地表麵的大)作用下,裂縫處就會噴出基性岩漿即玄武岩漿來,形成火山爆發。當兩個板塊相互擠壓時,擠壓處的地殼將加厚,從而使軟流圈承受的壓力增加,這將導致另一種深成岩熔解,但因地殼較厚,這種岩漿不一定都能噴出地麵。未噴出的岩漿冷卻後成了花崗岩的礦囊。當海底的板塊鑽入地幔中時,海水會隨之一起滲入。地幔中熔化的岩漿遇水後,將產生又一種噴發奇觀,日本的火山爆發大多起源於此。但是,地球上還有一些火山爆發,似乎與板塊移動無關。有的火山口位於海洋板塊的中心(如太平洋的夏威夷),有的則位於大陸板塊的上麵(如美國的黃石公園),地質學家稱這些火山口為“熱點”。“熱點”並不跟隨板塊一起移動,老是在固定的一地噴發;板塊移動時,原來噴發過的地方隨即成了死火山口,熱點又在附近的地方噴發岩漿;隨著板塊的移動,熱點就留下一連串的死火山口。科學家認為,熱點所噴發的岩漿,可能來自地幔內層,但目前尚不明白這些岩漿是怎樣冒到地麵上來的。

使板塊發生運動的是對流。在地球內部,越往裏溫度越高。地球深處的較熱岩石受熱力驅動,往較冷區域即地球上層緩慢運動,而地球較外層的較冷板塊物質(岩石)則恰相反,熱力驅動它們逐漸插入地幔深處,形成冷的區域,它們從地幔深處(甚至地核)吸收熱量後(熔化)又會向上升起,完成一次涉及整個地幔層的大循環。在這種熱物質(岩石)上升,冷物質下降的過程中,有新板塊在大洋中脊處生成。地幔板塊的這種俯衝、熔化及上升環流運動是在地幔外層中進行的,地幔內層岩石不直接參加這種環流運動。

驅動對流的巨大能量來自何方?一種假設認為,地幔在一定程度上是通過放射性物質的衰變來提供熱能的。地幔構成成分統稱岩石,它可能主要是橄欖石,這是一種以鎂的矽酸鹽(Mg2SiO.)為主要礦物的岩石(當然還可能含有其它種類的岩石,如榴輝岩)。在這種岩石構成的地幔中,還雜含有鈾、釷、鉀等放射性同位素,它們衰變時就放出熱量,作為驅動地幔對流的主要能量。有人已估算出,地幔中的放射性物質自地球誕生以來,已減少了大約30%。因此,我們的地球正在逐漸變冷。此外,地幔內層從地核吸收熱量,並部分地傳至外層。還有,地球在形成過程中遺留下來的部分原始動熱也在影響地幔對流。